올해 초는 기술 기업들에게 뼈아픈 시기다. 그동안 성장세를 발판 삼아 가파르게 오르던 주가가 무너지기 시작한 것. 한국 반도체 기업들 역시 이런 흐름을 피할 수 없었고, SK하이닉스, 삼성전자 등 대표 반도체 기업들의 주가는 지난해 초 대비 하락했다. 하지만 실적은 이와 반대로 연일 상승 곡선을 그리고 있다. 인공지능(AI), 자율주행(Automotive), 메타버스(Metaverse) 등 다양한 신기술과 산업이 등장하면서 반도체의 중요성이 나날이 커지는 점도 호재다. 과연 2022년의 반도체 시장은 어떨까?

2021년에도 성장한 반도체 시장…SK하이닉스, 역대 최초 분기 12조 원 매출 달성

국내 주요 반도체 기업의 2021년의 실적, 매출, 성장률, 시장 점유율을 정리한 표

지난해 SK하이닉스의 성장세는 놀라웠다. SK하이닉스는 지난해 42조 9,978억 원의 매출을 기록했다. 2020년 대비 35%에 달하는 매출 성장세를 보였는데, 이는 지난해 세계 반도체 시장 전체 성장률인 25.1%를 크게 상회하는 수치다. 삼성전자는 3년 만에 세계 반도체 시장의 정상을 탈환했다. 반도체 부문에서 전년 대비 29% 성장한 94조 1,700억 원의 매출을 올리며 인텔(Intel)의 지난해 매출인 759억 5,000만 달러(약 90조 9,500억 원, 미국의 시장조사업체 가트너(Gartner) 추산 기준)를 넘어섰다. 성장률과 함께 시장 점유율도 두드러졌는데, 가트너에 따르면 삼성전자는 2021년 반도체 시장 점유율 13%를 기록하며 12.5%의 인텔을 제쳤다.

이처럼 지난해에는 한국의 양대 반도체 기업들이 세계 반도체 시장 성장세를 주도했다. SK하이닉스와 삼성전자의 주력 제품인 메모리 반도체 수요가 지속적으로 증가한 것이 이 같은 성장세를 견인했다. 팬데믹 상황 속에서 재택근무, 원격교육 등의 서비스가 전 세계적으로 증가했고, 더불어 신형 PC, 태블릿 PC와 같은 홈 디바이스의 수요도 늘어났다. 이에 따른 데이터 양의 폭증은 서버 증설로 이어져, 메모리 반도체 수요 증가로 이어졌다.

반면 인텔은 전년 대비 0.4% 성장에 그쳤다. CPU 공급 부족 현상을 타개하지 못했고, AMD 등 경쟁사와의 기술 경쟁에서도 격차를 크게 벌리지 못했다. 이로 인해 시장의 성장세를 반영하지 못한 것이 낮은 성장률의 원인으로 지목받고 있다.

한국 반도체 기업의 선전은 지난해 4분기 실적에서도 잘 나타난다. SK하이닉스는 역사상 처음으로 분기 매출 12조 원을 돌파했다. 전년 동기 대비 매출은 55.4% 오른 12조 3,766억 원, 영업이익은 340% 오른 4조 2,195억 원을 기록했다. 무엇보다 낸드플래시 사업에서 처음으로 연간 기준 흑자를 낸 점이 고무적이다. 분기 기준으로도 지난해 3분기에 이어 연속 흑자를 기록했다. SK하이닉스는 “낸드플래시는 128단 제품을 중심으로, 시장 성장률을 훨씬 뛰어넘는 60% 성장을 기록했다”며 “D램도 PC, 그래픽, 중국 모바일 시장을 중심으로 판매를 적극 확대했다”고 밝혔다.

삼성전자도 지난해 4분기 반도체 사업에서만 매출 26조 2,000억 원, 영업이익 8조 8,000억 원을 기록했다. 전 분기 대비 매출과 영업이익이 소폭 감소했지만, 공급망 이슈 등으로 인해 우려가 제기됐던 상황에 비하면 상당히 선전한 결과다. 삼성전자는 “서버 중심으로 수요가 견조했지만, 글로벌 공급망 이슈 등으로 실적이 소폭 하락했다”고 설명했다.

특히 삼성전자는 지난해 파운드리 사업에서 역대 최대 매출을 기록했다. 고성능 컴퓨팅(HPC, High Performance Computing) 고객사 덕분에 향후 안정적인 수요를 확보했고, 올해도 성장세를 이어갈 전망이다.

세계 1위 파운드리 기업인 대만 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited) 역시 역대급 실적을 기록했다. TSMC는 지난해 4분기 157억 4,000만 달러(약 18조 8,550억 원)의 매출을 올렸고, 41.7%의 영업이익률을 기록하며 65억 달러(약 7조 7,863억 원)의 영업이익을 냈다. 특히 지난해 7나노 이하 고성능 제품군에서 매출의 50%를 벌어들이며 수익성을 극대화했다. 사용처별로 분석해 보면 자동차 전체 부품 중 전자장비의 비중이 높아지고 있는 추세가 반영돼 차량용 반도체 매출이 51% 늘었고, 클라우드(Cloud), AI 등에 사용되는 고성능 PC 시장의 성장세에 힘입어 HPC용 반도체 매출이 34% 성장했다.

반도체 업계에서는 올해도 시장의 성장세가 유지될 것으로 보고 있다. SK하이닉스와 삼성전자는 실적발표 후 가진 컨퍼런스 콜을 통해 “하반기부터는 공급망 이슈가 점진적으로 해소되면서 수급이 좋아질 것”이라며 “지난해 수준의 성장을 기대하긴 어렵지만, 팬데믹이 지속되면서 구축된 비대면 인프라의 확대 등으로 안정적인 성장이 기대된다”고 밝혔다.

하지만 전 세계에 확산되기 시작한 인플레이션으로 인해 세계 경제의 성장세가 위축되고 있고 암호화폐 시장의 조정으로 인해 채굴용 반도체의 수요도 줄 수 있어, 이를 시장의 불안 요소로 꼽는 분석도 나온다.

‘멈추지 않는 성장세’ 3년 연속 두 자릿수 성장 기대되는 세계 반도체 시장

2020년, 2021년에 이어 올해도 세계 반도체 시장이 파죽지세로 성장하고 있어, 벌써부터 3년 연속 두 자릿수 성장률을 기록할 것이라는 전망이 나온다. 세계 반도체 시장이 3년 연속으로 10% 이상의 성장세를 기록하는 것은 무려 25년만의 일로, 1992년부터 1995년까지 4년 연속 성장세를 기록한 것이 마지막이었다.

지난해 세계 반도체 매출은 사상 최초로 5,000억 달러를 넘겨 5,098억 달러(610조 6,384억 원)를 기록했다. 반도체 시장조사업체 IC인사이츠(IC Insights Semiconductor Market Research)는 올해 세계 반도체 매출이 전년 대비 11% 증가한 5,651억 달러(약 676조 8,768억 원)에 달할 것이라고 예상했다. 전년 대비 26% 성장했던 지난해보다는 낮은 성장률이지만, 여전히 두 자릿수 성장률을 유지할 것으로 전망한 것.

D램과 낸드플래시의 수요가 증가하는 원인을 정리한 이미지

일반적으로 반도체 시장은 세계 경제 상황과 반도체 수급 등에 따라 불황과 호황이 번갈아 나타난다. 이런 특성은 D램, 낸드플래시와 같은 메모리 반도체 분야에서 더욱 두드러진다. 메모리 반도체는 수요가 폭증할 때 가격이 올랐다가, 공급이 확대되고 재고가 확보되면 다시 가격이 하락하는 경향성이 있기 때문.

하지만 최근에는 팬데믹으로 인해 재택근무, 원격교육이 확산되고 AI, 클라우드 등이 적용되는 분야가 늘면서, 성장세가 이어지고 있다. IC인사이츠는 “2019년 반도체 시장 규모는 전년 대비 15% 줄었지만, 그 이후 수요 증가와 공급망 이슈 등에 따른 가격 상승에 힘입어 반도체 시장이 크게 성장했다”고 분석했다.

실제로 팬데믹 이후 기존에는 오프라인에서 이뤄졌던 업무, 교육 등 일상적인 활동들이 온라인 환경에서 원격으로 진행되기 시작하면서 PC 교체 수요가 확대됐고, 늘어난 데이터 처리를 위해 서버도 지속적으로 증설되고 있다. 뿐만 아니라 자동차용 반도체의 경우 수급 이슈로 인해 공급난이 심화되면서 가격이 급격히 올랐다. 이로 인해 메모리부터 비메모리까지 모두 공급자 우위 시장으로 전환되고, 시장 규모도 확대됐다.

이에 따라 SK하이닉스와 삼성전자 역시 올해 역대 최대 매출을 갱신할 것이라는 전망이 이어지고 있다. 얼마 전까지는 D램 가격이 하락세로 돌아설 것이라는 우려도 있었지만, 지금은 오히려 매출이 증가할 것이라는 전망이 지배적이다. SK하이닉스의 경우 신기록을 달성했던 지난해 수준을 넘어 올해 50조 원 이상의 매출이 기대된다. 인텔의 낸드플래시 사업부 인수가 마무리돼, D램뿐만 아니라 낸드플래시 매출 상승도 기대해볼 수 있기 때문이다. SK하이닉스 이석희 사장은 미국 라스베이거스에서 열린 CES 2022에서 “올해 D램과 낸드플래시에 대한 수요가 여전히 높아서, 전반적으로 지난해보다 상황이 더 좋을 것”이라고 예측했다.

지난해 279조 원의 매출을 기록한 삼성전자도 올해 300조 원 이상의 매출이 예상된다. 사상 최초로 반도체 매출만 100조 원 이상 기록할 가능성도 제기된다.

증권가에서도 긍정적인 분석을 내놓고 있다. 최근 홍콩계 증권사 크레디리요네증권(CLSA Emerging Markets, 이하 CLSA)은 D램 평균 판매가격이 올 1분기 저점을 찍고 2분기부터 반등할 것으로 내다봤다. PC와 서버를 중심으로 강한 수요가 형성돼 있어 시장이 빠르게 반등할 것이라는 분석이다. CLSA는 “이미 현물 가격이 지난해 11월 저점으로부터 지난 1월 기준 19% 상승하는 등 강세가 지속되고 있고, 고객사들이 발 빠르게 재고 확보에 나서고 있어 2분기 이후 가격이 빠르게 오를 것”이라고 예측했다.

엔비디아, ARM 인수 포기… ‘전략산업’ 반도체 분야 M&A 향후 전망은?

2020년 8월 엔비디아의 ARM 인수 계획 발표부터 2022년 2월 인수 무산까지의 과정을 정리한 이미지

세계 반도체 역사에 남을 뻔했던 인수합병(M&A)이 무산됐다. 미국 엔비디아(NVIDIA)가 각국 정부의 반대를 이기지 못하고 결국 영국 ARM 인수를 포기한 것. 모바일용 비메모리 반도체 분야와 GPU 분야에서 각각 압도적인 영향력을 가진 두 회사인 만큼 업계의 관심이 집중됐지만, 결국 미국, 영국 등 정부의 경쟁력 저하 우려가 M&A를 막았다.

ARM은 주로 비메모리 반도체의 원천 설계를 개발하고, 이를 엔비디아, 퀄컴, 애플, 삼성전자 등 반도체 기업들에게 공급하는 반도체 설계 IP(Intellectual Property, 지식재산권) 업체다. 특히 세계 모바일용 반도체 시장에서는 ARM이 설계한 자산 비중이 95%에 달할 정도로, 지배적인 영향력을 갖고 있다. 퀄컴(Qualcomm)의 스냅드래곤(Snapdragon), 삼성전자의 엑시노스(Exynos), 애플(Apple)의 A시리즈 모두 개발 과정에서 ARM의 설계 IP가 기반이 됐다.

엔비디아는 타 반도체 기업들과 달리 GPU 개발에 집중해왔다. GPU는 수년 전만 해도 고성능 게임용 PC에 주로 사용되던 반도체였지만, 최근 들어 AI, 클라우드 등 대용량 데이터 처리가 필요한 신기술 분야가 성장하면서 수요가 폭증했다. 특히 AI 개발과 운영에 필수적인 반도체로 꼽힌다. 이런 업황 변화에 힘입어 급속도로 성장해온 엔비디아는 성장세를 가속하기 위해 비메모리 분야의 핵심 기술을 갖춘 ARM 인수를 추진해왔고, 이를 통해 비메모리 반도체 분야의 절대 강자로 등극하는 청사진을 그렸다.

하지만 각국 정부는 GPU 시장의 지배자인 엔비디아가 전 세계 모바일칩 설계 IP의 90% 이상을 확보하고 있는 ARM을 인수하면 독과점이 발생할 수 있다는 점을 들어 반대 의사를 표명했다. 특정 기업이 비메모리 반도체 시장을 장악하면, IT부터 자율주행, AI, 클라우드 등 차세대 첨단 산업 전체가 그 기업에 휘둘릴 수 있다는 우려였다.

실제로 엔비디아와 ARM의 본사가 있는 미국과 영국 정부에서 먼저 해당 M&A에 제동을 걸었다. 미국 연방거래위원회(the Federal Trade Commission, FTC)는 엔비디아가 ARM을 인수할 경우, 반도체 산업의 혁신과 경쟁이 저해될 수 있다는 이유로 인수 반대 소송을 제기했다. 미국에는 엔비디아뿐만 아니라 인텔, AMD, 퀄컴 등 걸출한 비메모리 기업이 많다. ARM을 인수한 엔비디아의 성장을 기대하기보다 자국 내 반도체 기업들이 위축될 것을 걱정한 것이다.

영국 경쟁시장청(Competition and Markets Authority, CMA) 역시 지난해 7월 이번 인수에 대한 1단계 조사 결과를 발표하면서 “경쟁 측면에서 심각한 우려가 있다”고 밝혔다. 여기에 유럽연합(EU) 집행위원회도 반대 의사를 밝힌 것으로 전해졌고, 삼성전자, 인텔, AMD, 퀄컴 등 주요 반도체 기업들도 모두 반대 의사를 내비친 것으로 전해졌다.

이에 엔비디아는 결국 ARM 인수를 포기하기에 이른다. 미국 블룸버그통신은 지난달 25일(현지시각) “엔비디아가 ARM 인수 포기를 준비하는 정황이 포착됐다”며 “협력사 측에 이번 인수가 이뤄지지 않을 것으로 보인다는 메시지를 전했다”고 보도했다.

반도체 업계에서는 이번 M&A 무산으로 향후 대형 M&A의 등장이 줄어들 것이라는 분석을 내놓고 있다. 각국 정부 차원에서 반도체 산업이 갖는 전략적인 중요성이 높아지면서, 글로벌 대기업들 사이의 합종연횡(合從連衡)을 막고 자국 기업 육성에 집중할 가능성이 커졌기 때문이다.

실제로 중국계 사모펀드(PE)인 와이즈로드캐피탈(Wiseroad Capital)에 매각을 시도했던 매그나칩(Magnachip)은 미국 정부의 반대에 부딪혔고, 대만 글로벌웨이퍼스(GlobalWafers)의 독일 실트로닉(Siltronic) 인수도 독일 정부의 반대로 무산된 바 있다.

대기업부터 스타트업까지, 한국 반도체 기업들의 차세대 먹거리 ‘AI 반도체’

SK하이닉스가 생산하는 AI 반도체 GDDR6-AIM

한국 반도체 기업들이 ‘차세대 먹거리’ 확보를 위해 AI 반도체 시장에 진출하고 있다. 메모리 반도체에 편중돼 있던 반도체 산업 구조를 바꾸고, 차세대 비메모리 반도체 시장의 주도권을 쥐겠다는 것. 정보통신정책연구원에 따르면 세계 AI 반도체 시장은 2030년까지 1,179억 달러(약 141조 2,400억 원) 규모로 성장할 전망이다.

SK텔레콤은 최근 사내 AI 반도체 사업부를 분리해 사피온(SAPEON)이라는 법인을 설립했다. 사피온 설립 과정에서는 SK텔레콤뿐만 아니라 SK하이닉스, SK스퀘어도 출자했다. SK그룹의 IT 계열사들이 손을 잡고 AI 반도체 시장 공략에 나선 것. 이를 기반으로 향후 글로벌 고객사들을 대거 확보해 사업을 빠르게 키워나갈 방침인 것으로 전해졌다.

사피온에서 SK텔레콤은 그동안 5G와 AI 분야에서 쌓아왔던 연구개발(R&D) 역량과 서비스 경험을 바탕으로 AI 반도체 개발을 주도하는 역할을 맡는다. SK하이닉스는 메모리 반도체와 AI 반도체 간의 시너지를 극대화하는 방안을 강구한다. SK하이닉스를 축으로 세웠던 메모리 반도체 중심의 사업 전략에 AI 반도체를 추가해, 종합 반도체 기업으로 거듭난다는 전략이다. 또한 SK하이닉스는 최근 연산 기능을 갖춘 차세대 메모리 PIM(Processing-In-Memory, 지능형 메모리) 기술을 개발, 이를 적용한 GDDR6-AiM(Accelerator in Memory) 제품을 공개하고 향후 사피온과의 기술 협력도 추진한다는 계획이다.

삼성전자 역시 AI 반도체 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 삼성전자는 지난해 2월 세계 최초로 메모리 반도체와 AI 프로세서를 합한 인공지능 반도체 ‘HBM-PIM’ 개발 소식을 알린 바 있다. PIM은 메모리 반도체 내부에 연산 작업이 가능한 프로세서를 결합하는 기술이다.

이에 더해 AI 엔진을 추가한 제품을 연이어 공개하며 기술 선점에도 나섰다. 스마트폰에 해당 기술을 활용한 반도체를 장착하면, 서버와의 통신 없이도 기기 자체에서 고성능 AI 기능을 구현할 수 있다. 음성인식, 챗봇, 이미지 분석 등 다양한 기능을 스마트폰에 장착해 빠르게 시장에 진입한다는 계획이다.

대기업뿐만 아니라 스타트업들도 앞다투어 AI 반도체 시장에 진출하고 있다. 반도체 스타트업 리벨리온(Rebellions)은 지난해 금융 거래에 특화된 AI 반도체 ‘아이온(ION)’을 공개했다. 아이온은 기존 시장의 주류 제품보다 빠른 처리 속도와 두 배 이상 개선된 전력 소비 효율을 갖춘 것으로 평가받고 있다. 창업한 지 1년 남짓 된 한국 반도체 스타트업이 대형 기업에 버금가는 AI 반도체를 개발한 것. 리벨리온은 우선 금융 시장을 1차 타깃으로 공략한 뒤 서버용 AI 반도체를 개발해 시장에 선보일 계획이다. 이를 통해 AI 반도체 선두 기업으로 나서겠다는 복안이다.

또 다른 한국의 AI 반도체 스타트업인 오픈엣지테크놀로지(OPENEDGES Technology)도 NPU(Neural Processing Unit, 신경망처리장치) 설계 기술을 바탕으로 차량용 AI 반도체 시장을 집중 공략하고 있다. 이를 위해 현대자동차와 같은 대기업의 투자를 유치하기도 했다.

이 밖에도 딥엑스(Deepx), 모빌린트(Mobilint) 등 다른 스타트업 기업들도 AI 반도체 시장 공략에 힘을 쏟고 있다.

반도체 업계는 향후 전체 반도체 시장을 장악하기 위해서는 AI 반도체 시장을 선점해야 한다고 분석한다. 가트너는 2030년 세계 AI 반도체 시장이 전체 비메모리 반도체 시장의 30%를 차지할 것으로 예상했다.

성장세가 무서운 만큼, 각국 대표 반도체 기업들도 발 빠르게 사업을 확대하고 있다. 인텔은 2016년 AI 반도체 기술 기업인 너바나시스템즈(Nervana Systems)를 인수한 데 이어, 2019년에는 이스라엘의 AI 기업 하바나랩스(Habana Labs)를 인수해 역량을 강화했다. 중국 역시 AI 반도체 기술 기업인 디핑셴(地平線, Horizon Robotics) 등을 필두로 정부 차원에서 관련 산업 육성에 나섰다.

                                                                         ※ 본 기사는 기고자의 주관적 견해로, SK하이닉스의 공식입장과는 다를 수 있습니다.

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